✅ Công thức tính nhiệt lượng ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️

Lý thuyết về phương trình tính nhiệt lượng

Nhiệt lượng của một vật cần thu vào

A. Những kiến thức cơ bản:

1. Nhiệt lượng của một vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào những yếu tố nào? Nhiệt lượng cần thu vào để nóng lên của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật và độ tăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật.

Bạn đang xem: ✅ Công thức tính nhiệt lượng ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️

2. Phương trình tính nhiệt lượng:

Phương trình tính nhiệt lượng cần thu vào Q = m . c . ∆t trong đó: Q là nhiệt lượng (J), m là khối lượng của vật (kg), ∆t là độ tăng nhiệt độ của vật (0C hoặc K), c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).

Trong đó:

Q là nhiệt lượng mà vật cần thu vào hoặc tỏa ra. Có đơn vị là Jun (J).

m là khối lượng của vật, được đo bằng kg.

c là nhiệt dung riêng của chất, được đo bằng J/kg.K

Nhiệt dung riêng của 1 chất có thể cho biết nhiệt lượng cần thiết để có thể làm cho 1kg chất đó tăng thêm 1 độ C.

∆t là sự thay đổi nhiệt độ hay nói cách khác là biến thiên nhiệt độ ( Độ C hoặc K )

∆t = t2 – t1

∆t > 0 : vật tỏa nhiệt

∆t < 0 : vật thu nhiệt

• Ví dụ:

Khi nói về năng suất tỏa nhiệt của than đá là 5.106 J/kg có nghĩa là khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg than đá thì sẽ tỏa ra một lượng nhiệt là 5.106.

3. Nhiệt dung riêng của một chất: Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 10C

Lưu ý: Để tính được nhiệt lượng Q khi có sự trao đổi nhiệt (có vật tỏa nhiệt, vật thu nhiệt), khi công nhận sự bảo toàn năng lượng, thì cần phải có cả hai đại lượng Q tỏa và Q thu. Tuy nhiên, cả hai đại lượng này không thể được đo trực tiếp mà chỉ có thể được khảo sát qua các đại lượng trung gian (thời gian, lượng nhiên liệu tiêu hao, những kiến thức này sẽ được học sau khi học định luật Năng lượng và năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu học sinh đã được học). Nhiệt lượng Q phụ thuộc đồng thời vào ba đại lượng c, m, ∆t0C. Khi nghiên cứu sự biến đổi của Q, ta phải xét sự biến đổi của từng đại lượng khi các đại lượng còn lại không đổi. Để hiểu rõ hơn về kiến thức học trong cuộc sống hàng ngày như: Khi đun cùng một lượng nước đến nhiệt độ càng cao (độ tăng nhiệt độ càng lớn) thì càng lâu, có nghĩa là nhiệt lượng mà nước cần thu vào càng lớn. Khi đun hai ấm nước, ta thấy ấm nước đầy thu được nhiều nhiệt lượng hơn vì đun mất nhiều thời gian hơn. Đun hai lượng dầu ăn và nước có khối lượng bằng nhau tới cùng một nhiệt độ, ta thấy nước cần thu vào nhiều nhiệt lượng hơn. Từ đó ta nhận thấy, nhiệt lượng Q mà vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào độ tăng nhiệt độ, khối lượng m và chất làm vật.

PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ PHƯƠNG TRÌNH TÍNH NHIỆT LƯỢNG TOẢ RA KHI ĐỐT CHÁY NHIÊN LIỆU

Phương trình cân bằng nhiệt

Q thu = Q tỏa

• Q thu: là tổng nhiệt lượng của các vật khi thu vào.
• Q tỏa: tổng nhiệt lượng của các vật khi tỏa ra.

Phương trình tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu

Q = q.m

Trong đó:

• Q: là nhiệt lượng tỏa ra của vật (J).
• q: là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg)
• m: là khối lượng của nhiên liệu khi bị đốt cháy hoàn toàn được tính bằng kg.

Phương trình tính nhiệt năng

1. Những yếu tố quyết định sự tăng nhiệt của một vật khi nhận năng nhiệt:

• Nhiệt lượng một vật nhận vào để nóng lên phụ thuộc vào ba yếu tố:

– Khối lượng của vật -> Khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng vật nhận vào càng lớn.

– Độ tăng nhiệt độ của vật ->Độ tăng nhiệt càng lớn thì nhiệt lượng vật nhận vào càng lớn.

– Chất cấu tạo nên vật.

Phương trình tính nhiệt năng:

Q = m . c . ∆t

Trong đó: Q là nhiệt lượng (J),

m là khối lượng của vật (kg),

∆t là độ tăng nhiệt độ của vật (0C hoặc K),

c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).

• Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1kg chất đó tăng thêm 10C

1. Phương trình cân bằng nhiệt và phương trình tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu:

Phương trình cân bằng nhiệt

Xem thêm : ✅ Công thức tính thể tích ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️

Q thu = Q tỏaQ thu là tổng nhiệt lượng của các vật khi thu vào.Q tỏa là tổng nhiệt lượng của các vật khi tỏa ra._ Phương trình tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu:

Q = q.m

Q là nhiệt lượng tỏa ra(J).q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg)m là khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn được tính bằng kg.

Nhiệt là gì?

Nhiệt là một dạng năng lượng có trong vật chất nhờ vào chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo vật chất.

Các phân tử cấu tạo vật chất thường chuyển động hỗn loạn không ngừng và nhờ đó chúng có động năng.

Nhiệt năng của vật là tổng các động năng: động năng chuyển động của khối tâm của phân tử + động năng trong dao động của các nguyên tử cấu tạo phân tử quanh khối tâm chung + động năng quay của phân tử quanh khối tâm.

Nhiệt năng có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ. Với một nhiệt độ cao, nhiệt năng của vật càng lớn do các phân tử cấu tạo vật chuyển động nhanh.

Nhiệt có thể truyền qua các quá trình bức xạ, dẫn nhiệt, đối lưu.

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng là một phần nhiệt năng mà vật nhận hoặc mất trong quá trình truyền nhiệt.

Nhiệt lượng của một vật cần thu vào để làm nóng lên phụ thuộc vào 3 yếu tố sau:

• Khối lượng của vật: Nếu khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng của vật cần thu vào cũng càng lớn.
• Độ tăng nhiệt độ: Nếu độ tăng nhiệt của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật cần thu vào cũng càng lớn.
• Chất cấu tạo nên vật.

Nhiệt dung riêng là gì?

Nhiệt dung riêng là một yếu tố quan trọng trong phương trình tính nhiệt dung riêng và nhiệt lượng.

Nhiệt dung riêng có thể hiểu là lượng nhiệt cần cung cấp cho một đơn vị khối lượng chất để làm tăng độ C của chất đó. Thông thường nhiệt dung riêng được đo bằng đơn vị Joule/Kilogam/Kelvin hoặc Joule/Mol/Kelvin hoặc J-Kg-1; J/(kg-K).

Nhớ rằng nhiệt dung riêng thường được sử dụng trong các phép tính nhiệt lượng trong quá trình xây dựng và lựa chọn vật liệu trong các ứng dụng nhiệt.

Đối với nhiệt lượng: Nhiệt lượng cần thu vào để phục vụ cho quá trình làm nóng lên phụ thuộc hoàn toàn vào khối lượng của vật, độ tăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật.

+ Đối với khối lượng của vật: Khối lượng vật càng lớn, nhiệt lượng vật thu vào cũng càng lớn (tỉ lệ thuận).

+ Đối với độ tăng nhiệt độ của vật: Độ tăng càng cao, nhiệt lượng vật thu vào càng lớn (tỉ lệ thuận)

Ngoài ra, nhiệt lượng của một chất còn phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nên chất…

Bảng nhiệt dung riêng vài chất thông thường mà học sinh gặp được trong đời sống hàng ngày:

Ví dụ: Để làm nóng 1kg rượu tăng thêm 1 độ C, ta cần 2500J, gọi 2500J là nhiệt dung riêng của rượu.

MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ NHIỆT LƯỢNG

Bài tập 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 4kg nước từ 15 độ C lên đến 100 độ C trong một cái thùng bằng sắt có khối lượng 2kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg và nhiệt dung riêng của sắt là 460 J/kg.

Bài tập 2: Có một bình nhôm khối lượng 1,8kg chứa 3kg nước ở nhiệt độ 30 độ C. Sau đó, người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,3kg đã được nung nóng tới 400 độ C. Hãy xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/kg.K ; của nước là 4,18.10^3 J/kg.K ; của sắt là 0,46.10^3 J/kg.K.

Bài tập 3: Dùng bếp than để đun sôi 3 lít nước có nhiệt độ ban đầu là 30 độ C đựng trong ấm nhôm có khối lượng 500g. Biết, hiệu suất của bếp than là 35%, nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K ; của nước là 4200 J/kg.K ; năng suất tỏa nhiệt của than đá là 27.10^6 J/kg. Hãy tính khối lượng than đá cần dùng.

Bài tập 4: Để xác định nhiệt độ của một lò nung, người ta đưa vào lò một miếng sắt có khối lượng là 22,4g. Khi miếng sắt trên có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và đồng thời ngay lập tức thả vào đó một nhiệt lượng kế có khối lượng là 300g có chứa 450g nước ở nhiệt độ 20 độ C thì nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế tăng đến 23 độ C. Biết nhiệt dung riêng của sắt là 478 J/kg.K ; của chất làm nhiệt lượng kế là 418 J/kg.K ; của nước là 4,18.10^3 J/kg.K. Hãy xác định nhiệt độ của lò.

Bài tập 5: Có một oto chạy được quãng đường 200km với lực kéo là 800 N và tiêu thụ hết 10 lít xăng. Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là q = 46.106 J/kg. Tính hiệu suất của động cơ oto.

Bài tập 6: Có 100g chì được truyền nhiệt lượng 270J thì tăng nhiệt độ từ 20 độ C lên 30 độ C. Hãy tính nhiệt dung và nhiệt dung riêng của chì.

Bài tập về nhiệt lượng đơn giản

Bài 1: Đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg, trong đó có chứa 2 lít nước ở 250C. Nếu bạn muốn đun sôi ấm nước cần dùng đến bao nhiêu nhiệt lượng. Biết rằng nhiệt dung riêng nhôm là 880J/kg.độ, nước là 4200J/kg.độ ( Đáp số câu 1: 663 kJ).

Bài 2: Tìm nhiệt lượng cần thiết để thay đổi nhiệt độ của 5 kg đồng từ 20 độ C lên 50 độ C.

Giải: Sử dụng công thức: Q=m.C.Δt

Q=5.380.(50−20)=57000(J).

Xem thêm : ✅ Công thức otherwise ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐

Từ đó tính ra nhiệt lượng cần truyền vào 5kg đồng để nhiệt độ tăng từ 20 độ C lên 50 độ C sẽ là:

Q = 57000 (J) Q=57000(J)

Bài 3: Có 10 lít nước và truyền vào nước nhiệt lượng 840J. Vậy câu hỏi đặt ra là nước tăng thêm bao nhiêu độ C?

Giải: Từ công thức tính nhiệt lượng Q=m.c.Δt ta có t=Q/m/c = 840000/10/4200= 20 độ C. Vậy truyền 840J vào 10 lít nước sẽ làm nước tăng thêm 20 độ C.

Bài 4: Có một ấm làm bằng nhôm chứa bên trong 1 lít nước ở nhiệt độ 20 độ C. Tìm nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trong bình?

Giải: Nhiệt lượng cần có để đun sôi nước là Q = Q ấm + Q nước = 0,4. 880.80 + 1.4200.80 = 28160 + 336000 = 364160J.

Bài 5: Tìm tên kim loại biết phải cung cấp cho 5kg kim loại 59000J để kim loại này tăng từ 20 độ C lên đến 50° C. Kim loại đó là gì?

Giải: Nhiệt dung riêng của kim loại được tính theo công thức: c = Q/mt= 59000/5(50-20) = 393J/kg.K. Dựa vào bảng nhiệt dung riêng để biết kim loại được đề cập đến đó là đồng.

Bài 6: Tính nhiệt lượng cần truyền vào để đun 5 kg nước thay đổi nhiệt độ từ 15 độ C đến 100 độ C với cái thùng sắt khối lượng 1,5 kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K, nhiệt dung riêng của sắt là 460 J/kg.K.

Giải: Q = (m1c1 + m2c2)(t2 – t1) = 1843650 J.

Bài 7: Truyền vào 100g chì nhiệt lượng 260J, khi đó chì sẽ thay đổi nhiệt độ từ 15 độ C lên 35 độ C. Hãy tính nhiệt dung riêng của chì?

Giải: Q = mc(t2-t1) = C.(t2 – t1) Từ đó suy ra C = 13J/K và c = 130J/kg.K

Luyện tập

Bài 1: Cho vật X có khối lượng m(kg), biết rằng nhiệt dung riêng của vật là C (J/kg.0C) để tăng nhiệt độ từ t01C−t02C. Hãy tính nhiệt lượng cần truyền và nhiệt lượng tỏa ra.

Hướng dẫn

– Sử dụng công thức: Q=m.C.Δt

Tính nhiệt lượng cần truyền.

– Sử dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qthu=Qtỏa để tính nhiệt lượng tỏa ra.

Bài 2: Cho 5kg đồng, hãy tính nhiệt lượng cần truyền để nhiệt độ có thể tăng từ 200C−500C.

Hướng dẫn

Sử dụng: Q=m.C.ΔtQ=m.C.Δt

Thay số:

• m = 5kg
• C = 380
• Δt=50−20Δt=50−20

Kết quả thu được: 57000 (J)

Bài 3: Một siêu nước nhôm có khối lượng 0,5kg, bên trong chứa 2kg nước 250C250C. Hỏi rằng để đun sôi ấm nước lên 750C750C thì cần bao nhiêu nhiệt lượng?

Hướng dẫn

Tính nhiệt lượng truyền cho nhôm nóng lên 750C: Q=m.C.Δt

Tính nhiệt lượng truyền cho nước nóng lên 750C: Q=m.C.Δt

Tính nhiệt lượng cần truyền cho cả siêu nước nóng lên 750C: Q=Q1+Q2

Bài 4: Hãy tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở trong vòng 30s.

Hướng dẫn

Sử dụng công thức: Q=RI2t

Nguồn: https://vatlytuoitre.com
Danh mục: Định luật